Корабли больших глубин

Океан ждет вооруженного техникой исследователя, и под водой пройдут великие новые морские пути, которые свяжут между собой континенты. Но океанские глубины надо изучить.

Достигнутое сегодня убеждает: это не предел! Проектируются лодки для плавания на километровой глубине. Полагают, что уже в ближайшие годы станут доступными и глубины до шести километров. Значит, будет освоено не менее девяти десятых площади Мирового океана. Вот какие открываются перспективы!

Раньше лодке нужны были два двигателя - дизель на воде и электромотор под водой. Но запаса энергии в аккумуляторах хватало ненадолго. Всплыть же для зарядки удается далеко не всегда. К тому же аккумуляторные батареи - это лишний вес, балласт, а дизель требует воздуха.

Как ни бились конструкторы, долго не могли они решить задачу. Правда, удалось увеличить дальность подводных переходов; правда, плавая под перископом на малой глубине, научились снабжать дизели воздухом, не поднимаясь целиком на поверхность. Но все же единый двигатель оставался для подводников недосягаемой мечтой. И только атомная силовая установка позволит наконец ее осуществить.

Атомный двигатель не требует воздуха для своей работы. Ему не нужны большие запасы топлива: лодка сможет запастись ядерным горючим на долгие месяцы пути. Атомный двигатель - давно искомый единый двигатель для подводной лодки - разовьет огромную мощность. Он даст возможность резко увеличить дальность, скорость плавания и продолжительность пребывания под водой.

Тогда во время длительных походов лодка почти постоянно сможет плыть на глубине. Слово "подводная" станет истинным названием. Ведь термин "подводная лодка" по существу неверен. Точнее было бы говорить не "подводная", а "ныряющая". В самом деле, большую часть плавания лодки проводят на воде, а не под водой. Потому и формы их приспособлены больше для надводного, а не подводного хода.

Появление нового двигателя повлечет за собой и множество конструктивных изменений.

Любопытная параллель: когда-то, на заре авиации, самолет имел прямоугольные крылья. Скорость увеличивалась, менялись формы. У высокоскоростных современных машин крылья отогнуты назад, они стреловидны. А скорость будет расти и расти. Считают, что для еще более скоростных самолетов потребуются уже не стреловидные, а снова прямоугольные крылья.

Возврат к старому на новой основе произойдет и у подводных лодок. Одна из первых лодок напоминала дирижабль. Потом форма изменилась. Корпус вытянулся, и лодка стала походить на надводный корабль. Это было оправдано для судна, которое лишь ненадолго скрывалось под водой. По-видимому, опять вернутся к сигаре, к китообразной форме, давно известной и пригодной именно для подводного корабля.

Такой корабль будет походить на бескрылый самолет. Удлиненный корпус с одной лишь выступающей частью - рубкой наверху, рули по бокам и на корме, напоминающие короткие крылья и оперение самолета...

Корпус лодки должен быть прочным, чтобы выдержать давление на глубине. Возрастает глубина, должна возрастать и толщина стенок, что невыгодно. Конструкторам понадобятся материалы с улучшенными свойствами - особо прочные стали. Однако и тогда обшивку придется делать в несколько сантиметров толщиной.

У стали появился недавно соперник - титан. Для кораблестроителей он сущий клад. Прочный, как сталь, но легче ее, титан не боится морской воды. У него необычайно высокая стойкость против коррозии. Поэтому вполне возможно, что корпуса из сплавов титана придут на смену стальным.

Не надо забывать и о пластмассах, этих новейших материалах, которые обладают разнообразными свойствами, столь заманчивыми для конструкторов. Вероятно, химики добьются сочетания легкости, прочности, стойкости - того, что требуется для создания корпуса сверхглубоководной лодки. Именно потому и реальны цифры глубин, которые станут доступны лодкам будущего.

Они должны быть быстроходными. Им придется мчаться вдогонку за косяками рыб. Им придется пересекать моря и океаны под водой, в любое время года плавать подо льдами Арктики с пассажирами и грузами на борту. Скорость - победа над расстоянием.

Достигнуть этого нелегко. Если лодка крупных размеров, ее двигатель должен развивать мощность в миллионы лошадиных сил. Их получить пока очень трудно. И потому надо будет мобилизовать все резервы. Мало придать корпусу наиболее обтекаемую форму. Выступающая заклепка на самолете крадет скорость. Обшивку лодки тоже сделают очень гладкой, возможно, даже полированной.

Опять параллель с авиацией - сопротивление полету особенно резко увеличивается при подходе к скорости звука. Недаром появилось образное выражение "звуковой барьер". При больших скоростях в воде винт начинает плохо работать. Вокруг него, да и вокруг корпуса, появляются пустоты. Лодка, подобно самолету, подходит к барьеру. И вода и воздух ставят скорости предел.

Тогда авиаторы увеличивают мощность двигателя, меняют форму самолета, улучшают его обтекание. Тогда подводники тоже ищут новые формы корпусов и винтов, вооружают лодку избытком мощности.

Они обращаются и к опыту рыб. Плывущая рыба плавно обтекается водой, вокруг нее не возникает вихрей. Потому с поразительной скоростью могут двигаться дельфины, потому так трудно угнаться за китом. Обтеканием лодки, вероятно, можно управлять, избегая образования вихрей. Правда, это чрезвычайно сложная техническая задача. Самолетостроители ее решают, кораблестроители - начинают решать.

Как рыба в воде... Эта поговорка подчеркивает, насколько всяк хорошо себя чувствует в родной стихии. И действительно, рыба в воде - превосходный тому пример. Она плавает в глубинах вод. В среде, плотность которой в восемьсот раз больше плотности воздуха у поверхности Земли, иные рыбы могут двигаться с удивительной быстротой. Секрет этого в том, что рыбье тело, хорошо обтекаемой формы, легко скользит в воде, а слизь, покрывающая его, служит "смазкой": она уменьшает трение.

Возможно, человеку удастся здесь позаимствовать опыт природы. Если "металлические киты" - подводные лодки - непрерывно покрывать искусственной смазкой, можно будет добиться успехов в борьбе за скорость. Возможно, чтобы улучшить обтекание корпуса лодки, станут подражать дельфинам - обшивку, подобно дельфиньей коже, сделают гибкой.

Наконец, намечается и другой путь. Винт является помехой. Отказаться от него! Ведь отказались же от пропеллера в реактивных самолетах. Двигатель засасывает воздух. По дороге воздушная струя подогревается сгорающим топливом, возникает реактивная тяга. Так почему же не поставить реактивные двигатели на подводной лодке? Пусть воду подогревает ядерный реактор; водяная струя, а не винт, будет толкать лодку вперед. Идея такого гидрореактивного двигателя ждет своего воплощения.

И пусть сейчас лишь в мечтах существуют чудесные подводные корабли. До воплощения многих фантазий в жизнь теперь не так уж далеко. Если превратилось в быль покорение атома, то найдется ему мирная работа и под водой: двигать корабли - пассажирские, грузовые и всякие другие, но только не военные!

Современная подводная лодка больших глубин - батискаф - тоже пока еще далека от того, чем она должна быть. Ведь пока еще созданы только первые образцы. Их можно сосчитать по пальцам одной руки.

Батискаф - пионер глубоководных исследований. Он проложил дорогу в недоступные ранее области Голубого континента и доказал: человек может достигнуть дна, даже если его отделяет одиннадцатикилометровая толща воды.

Но техника идет вперед. Создаются все более прочные материалы. И можно думать, что в будущем не придется прибегать к столь сложным ухищрениям, как подвеска гондолы к бензиновой цистерне-поплавку.

Вырастет "потолок" обычной подводной лодки, которая станет опускаться на несколько километров вглубь. О таком небольшом, приспособленном для исследований судне как о реальной перспективе уже говорят инженеры.

Ну, а впадины, глубины более четырех километров? Туда отправятся батискафы, уже не рекордные, а рядовые покорители океанских Гималаев. Эти богато оснащенные подводные лаборатории опустятся на дно океана, в самые глубокие его места, и помогут ученым стереть "белые пятна" Голубого континента.

Сейчас батискаф - только наблюдательный пункт, пассивный разведчик. Находясь в нем, можно только смотреть, фотографировать, снимать кинофильмы. А хотелось бы большего.

С максимальной надежностью и удобствами плавать вблизи дна, проводить там такие же станции, какие проводят исследовательские суда на воде. Заниматься не только наблюдениями, но и охотой, добывать живых обитателей глубин, брать пробы вод, грунта, исследовать придонные течения, готовить плацдарм для будущих работ, которые поведутся на дне, где когда-нибудь возникнут шахты и рудники. Наконец, появится и необходимость выйти из батискафа с приборами или геологическим молотком.

Естественно, что "пленникам" батискафа должны помочь автоматы. Здесь в первую очередь надо вспомнить о механической руке. Она действует сейчас всюду, куда не могут достать человеческие руки. Металлические пальцы ловко орудуют различными инструментами, выполняя всевозможные операции. Так почему же не поручить им собирать все интересное, что может встретиться подводникам на пути? Автоматы могут брать пробы, автоматические ловушки - собирать "живые образцы" в зонах жизни подводного мира.

Кроме механической руки, батискаф может быть вооружен настоящим оружием - пушкой. Конечно, это не обычная пушка, и стреляет она не снарядом. Подводное оружие выбрасывает гарпун, а по тросу к гарпуну подводится электрический ток. Правда, до сих пор еще ни разу не довелось стрелять в морских чудовищ. Но случай может еще представиться!

Возможно, найдет применение в батискафах и самоходных батисферах биорука, причем в сочетании с телевизором. Вот на телеэкране появилось какое-нибудь морское животное или растение, которое интересует натуралиста. Но ему не нужно нажимать кнопки или двигать пальцами для того, чтобы металлическая рука схватила добычу. Ему нужно только представить себе, как это должно произойти, послать мысленный приказ. Токи мозга, которые сопровождают работу мысли, преобразованные и усиленные во множество раз, приведут в действие исполнительный механизм. Биорука мгновенно выполнит волю человека.

Но если так, то, быть может, не имеет смысла посылать людей на большие глубины? Зачем рисковать самым ценным - человеческой жизнью? Не понадобилось бы даже управление на расстоянии, потому что кибернетика позволит создать высокосовершенные, самоуправляющиеся машины. Можно построить, например, самоходную батисферу, которая пройдет по заданному ей маршруту, проведет наблюдения, сделает измерения, соберет образцы.

Уже давно инженеры задумывались над проектами таких батисфер. На дне ведь не всюду ущелья и горы, есть и обширные равнины. По ним на широких гусеницах вполне можно пройти. Проектировались самоходные гусеничные машины даже для поездок по изрезанной вдоль и поперек Луне, ну, а о ровных участках морского дна тогда уж нечего и говорить. По песчаным отмелям мелководья подводным танкам ползать будет легко.

Опущенный с судна на дно танк затем отцепляется от троса и путешествует, пока позволяет запас кислорода. Потом он возвращается на свою плавучую базу. Подобный танк пригодится будущим подводным земледельцам для работ на небольших глубинах, где появятся плантации водорослей. Он нужен и морским геологам-разведчикам, например, для поисков нефти в прибрежных районах дна. Он поможет разыскивать и поднимать затонувшие корабли.

Но сумеет ли самоходная батисфера бродить по дну в открытом море вдали от берегов? Там тоже надо разведывать залежи недр, там тоже надо искать погибшие корабли. Трудно добыть пробу грунта, не опускаясь на дно. И гораздо легче сделать это с подводного танка.

Если позволит прочность металла, если появятся мощные, но легкие источники энергии - возможно, атомные, - глубоководные танки выйдут на просторы незримого континента. Трудно пока еще точно сказать, какая и где предстоит им работа. Далеко не всюду дно допустит вторжение гусеничных машин. Ил, трещины и крутые склоны могут стать непреодолимым препятствием для танка даже высокой проходимости. Может быть, такой танк, подобно вертолету, будет перепрыгивать через них?

Всюду, куда не может проникнуть человек, он посылает теперь автоматы. Автоматические межпланетные станции побывали близ Луны и Венеры. Автоматы участвуют в испытаниях новых типов автомобилей и самолетов. Так почему бы не создать робота-разведчика морских глубин?

Снабженный телеглазом, управляемый на расстоянии, он будет путешествовать по дну, выполняя все, что ему прикажут. Он сделает снимки труднодоступных даже для "ныряющего блюдца" мест, соберет образцы пород, возьмет пробы воды, осмотрит затонувшее судно, смонтирует буровую установку, чтобы добыть колонку грунта.

Когда полным ходом пойдет освоение дна, самоходные батисферы возьмут на себя роль бурильщиков-автоматов. Управляемые на расстоянии, они отправятся к разведанным месторождениям, скрытым в ложе океана, и вонзят буры на десятки и сотни метров вглубь.

Самоходная батисфера будет ориентироваться на ходу: ее приборы станут информировать счетно решающее устройство об окружающей обстановке, чтобы подавать нужные сигналы-команды автоштурману. Автоматические съемочные камеры запишут все виденное ими на магнитную пленку. Звукозапись поможет запечатлеть тоже на пленку голоса обитателей вечной тьмы. Одним словом, подобно луннику или кораблю-спутнику, подводная лаборатория выполнит намеченную для нее программу и вернется на поверхность. Вероятно, автоматическое управление появится и на небольших подводных лодках, предназначенных для всевозможных работ близ берегов, а также в подводном рыболовном флоте.

Картины заманчивые, и, главное, это выполнимо для техники не столь уже далекого нашего завтра. После полетов автоматических ракет вне Земли, после автоматических межпланетных станций, после полетов первых в мире пилотов-космонавтов Гагарина и Титова покажется ли что-нибудь подобное невозможным?

Но как ни велико будет значение автоматики для освоения глубин, мы не можем передоверить ей все целиком. Какие бы умные ни появились машины, они никогда не заменят человека - своего творца. Они - его помощники, без них зачастую нельзя обойтись, но электронный прибор, даже самый совершенный, не сравнится с мыслящим существом.

Невозможно предвидеть неожиданное, нельзя заранее предусмотреть все, что встретится подводному танку. Бродя по неведомому дну, он может столкнуться с такими препятствиями, которые не в состоянии будет преодолеть. На пути ему может попасться что-то новое, интересное. А машина пройдет мимо, датчики приборов не смогут оценить важность встреченного, как сделал бы человек.

Только человек способен свободно ориентироваться в обстановке, принимать решение, менять, если необходимо, программу. Он, повелитель машин, всегда остается хозяином техники, творящей чудеса по воле его разума.

Вот почему вслед за приборами, вслед за автоматическими разведчиками дно океана станут осваивать глубоководные аппараты с людьми. Автоматы же помогут людям. На больших глубинах открытия следуют одно за другим. И они будут иметь большое практическое значение для человека завтрашнего дня, осваивающего океан. Вот интересный пример.

Океанологи занимаются акустикой моря. Здесь придется сказать о сходстве атмосферы и гидросферы. Как ни различны воздух и вода, но есть у них много общего.

Уже давно радиотехники столкнулись с загадочным явлением. Сигналы слабеньких любительских передатчиков принимались на огромных расстояниях, чуть ли не на другой стороне земного шара! Разгадку нашли высоко над землей - в верхних слоях атмосферы. Оказалось, что там находится своего рода зеркало, отражающее радиоволны. Оно возвращает сигнал обратно, и тот снова уходит вверх. И так, отражаясь от Земли и этого зеркала - ионосферы, радиоволна совершает сверхдальние, даже иногда кругосветные путешествия.

Нечто подобное обнаружили в океане. Но теперь это были не радиоволны. Для них вода - неодолимая преграда. Зато она - отличный проводник звука. Голоса рыб хорошо слышат пловцы в аквалангах.

Французские кинематографисты выбрали неудачное название для своего снятого под водой фильма. "Мир тишины"? Нет. Тишина нарушается множеством звуков. Однако они не разносятся слишком далеко, они гаснут, ослабевают вблизи.

Свойства воды меняются с глубиной так же, как и свойства воздуха с высотой. Соленость и температура воды до глубины несколько более километра меняются так, что скорость звука уменьшается. Но глубже давление и плотность воды намного возрастают, и скорость звука снова увеличивается.

В такой неоднородной среде звуковые волны, подобно лучам света, будут преломляться, а частично отражаться от поверхности воды. В результате звуковая анергия сосредоточится там, где скорость звука наименьшая. Образуется звуковой канал.

Попробуем послать звуковой сигнал, подорвав немного взрывчатки. Звук этого небольшого подводного взрыва будет слышен в зоне звукового канала за тысячи километров! Явление удивительное и ценное для подводников.

Сверхдальняя звуковая связь - вот что оно обещает! Подводные лодки, разделенные огромными пространствами, будут переговариваться друг с другом. Ученые считают, что дальность подводной связи возрастет в будущем до пятнадцати тысяч километров. Открыли подводный звукопровод советские ученые Л. М. Бреховских и Л. Д. Розенберг.

Конечно, не надо думать, что с появлением подводного исследовательского флота надводный станет не нужен. Нет, батискафы еще долго не вытеснят "Витязей" и "Ломоносовых". Они будут дополнять друг друга, взаимодействовать друг с другом. "Карманная" подводная лодка для больших глубин на борту надводного корабля поможет ученым вместе с кино- и телекамерой проверять, как действуют их приборы.

Пополнится оснащение судов, служащих науке. Уже сейчас целый арсенал всевозможных точных приборов дает возможность узнать все, что нас интересует о море. И приборное вооружение океанографов улучшается из года в год, возникают новые методы - например, изучение переноса органических веществ с помощью меченых атомов. Все шире применяется глубоководная фотография, совершенствуется подводное телевидение.

Океанографические суда будущего получат такие средства исследований, которые позволят еще шире развернуть разведку всего Мирового океана - и на поверхности, и на самых больших глубинах. Океанография, использующая достижения многих наук - от прикладной геофизики до теоретической математики, - еще быстрее пойдет вперед.

В будущем, когда человек начнет овладевать океаном, понадобятся не только наблюдатели, но и работники, которых можно отправлять на большие глубины и на самое дно: собрать образцы пород, поохотиться на рыб и животных. Затонувшие суда лежат и вдали от побережий. Потому придется вернуться к старому на новой основе: создать жесткий скафандр, но сверхглубоководный.

Капитан Немо и его спутники могли выходить в скафандрах на дно океана. Последуем ли мы когда-нибудь их примеру? Жюль Верн, правда, не оставил подробного описания той одежды, в которой капитан Немо и его товарищи совершали свои прогулки по дну. Фантазия современного писателя рисует такую картину.

...Глубоко под водой с огромной скоростью несется какое-то странное металлическое существо, именно существо, потому что через прозрачный шлем видна человеческая голова. Оно не похоже на прежние неуклюжие чудовища, которые даже и ходить как следует не могли. У этого водолаза за спиной - портативный двигатель с гребным винтом, и он легко обгоняет даже самых быстрых рыб.

Но вот ему захотелось остановиться. Нажим кнопки на поясе - и винт перестает вращаться, лопасти его складываются. Складываются и выдвижные "плавники" - рули, своего рода металлические ласты на ногах. Теперь водолаз, опустившись на дно, шагает среди скал. Над шлемом у него укреплен мощный фонарь, и луч света рассеивает мглу.

Скафандр не стесняет движений, потому что всюду в местах сочленений вставлены гибкие пластинки из сверхпрочного сплава. Из того же сплава, способного выдерживать давление воды даже на десяти километрах глубины, сделан и весь панцирь.

Снаружи, в заплечном ранце, - портативная аккумуляторная батарея патроны с жидким кислородом, поглотители углекислоты. Нагрудный ранец - "пищеблок": там термосы с водой, бульоном, какао, от которых идут трубки ко рту. Наконец, там же - радиотелефон, а маленькая антенна прикреплена сзади шлема.

Водолаз снабжен электрическим оружием. Мощным разрядом тока оно может убить даже акулу. Словом, в пучине океана человек в этом костюме чувствует себя и свободно и в полной безопасности...

Таково снаряжение водолаза будущего, каким его представлял себе писатель-фантаст Г. Адамов. Сравним мечту с действительностью. Что верно и что неверно в романе "Тайна двух океанов"?

Прежде всего, нет еще сверхпрочного и в то же время легкого сплава. Толщина стенок скафандра, если его изготовить из самой лучшей современной стали, достигла бы трети метра! Нельзя изготовить и тонкие гибкие пластинки, которые выдержали бы чудовищное давление воды.

Футляр-одежда по форме тела отнюдь не самый лучший: прочность его не будет достаточной, чтобы сопротивляться давящей со всех сторон воде.

Выдвижной винт... не говоря уже о том, что он вряд ли смог бы работать на огромной глубине, невозможно изобрести уплотнение для вала, которое надежно защитило бы двигатель. Двигатель... нет еще крошечного достаточно мощного мотора, как нет и портативного источника энергии для него.

В прозрачном шлеме водолаз, как ни парадоксально, увидит немного. Оказывается, сквозь изогнутое стекло (кстати, сверхпрочного стекла, из которого можно было бы изготовить круглый шлем, тоже пока нет) в воде рассмотреть ничего нельзя. Фонарь на шлеме тоже не из чего пока сделать - кожух должен быть очень прочным, а значит, большим и тяжелым, двигаться с ним в воде было бы нелегко. Наконец, радиосвязью водолаз воспользоваться не сможет.

Итак, сверхглубинный скафандр - утопия, и нога человека никогда не коснется дна глубочайших впадин? Но можно ли ставить предел развитию техники? Есть ли надежда, что фантазия все же станет когда-нибудь былью? Безусловно, да. Только нам придется внести кое-какие поправки.

Вероятно, удастся все же создать необходимый для постройки скафандра сверхпрочный сплав. Как ни удивительно, но защититься от высокого давления поможет... высокое давление. Опыты показали, что под воздействием уже десятков тысяч атмосфер материал приобретает новые свойства. Тончайшая проволока способна выдержать немыслимую, казалось бы, нагрузку.

Рано, конечно, говорить о практике, когда еще только в лаборатории исследователи изыскивают пути борьбы за прочность. Но прочностные резервы далеко не исчерпаны металлургами до конца. Расчеты и опыты убеждают нас в том, что прочность металлов можно увеличить больше чем в сто раз.

Атомная техника даст достаточно мощный автономный источник энергии для отопления, освещения, связи. Источником тока может стать атомная батарея, пригодная не только для питания приборов, но и двигателя, и прожектора. А может быть, скафандр снабдят водометным двигателем, как у "ныряющего блюдца".

Проблему искусственной атмосферы для водолаза решить сравнительно легко. Здесь техникой уже накоплен значительный опыт. Также несложно наладить и связь - только не с помощью радиоволн, а с помощью ультразвука.

По-видимому, и остекление иллюминаторов в шлеме скафандра - тоже задача вполне разрешимая в недалеком будущем.

Химики ищут способы упрочнения стекла и просветления его. Сверхпрочным стеклом не слишком большой толщины можно будет остеклить шлем глубоководного скафандра.

Но самым трудным будет обеспечить водолазу свободу движений. Именно это мешает сейчас жесткому скафандру перекрыть "потолок" подводной лодки.

Придется немало потрудиться, чтобы создать уплотнения, потому что гибкие пластинки - это чистейший вымысел. Принципиально такая задача конструкторам под силу, если найдут подходящий для уплотняющих прокладок материал.

Пройдут еще годы, и скафандр из сверхпрочного сплава будет создан. Человеческая нога оставит след на дне где-нибудь в глубочайшем подводном каньоне. Сделан будет первый шаг по земле, близкой и недоступной в то же время...

Техника глубоководных спусков добилась за последние полвека немалых успехов. Доказана возможность погружения на самые большие глубины. Но это не значит, что сделано все. Современные батискаф и подводная лодка могут быть совершеннее, и пути их развития становятся ясными уже сейчас. А пока, на первых этапах изучения и покорения океана, мы должны использовать технику сегодняшнего дня, не забывая о создании завтрашней.